En science, les gens utilisent couramment les termes « hypertonique » et « hypotonique » pour décrire la concentration de particules de soluté dans les solutions. Mais quelle est exactement la différence entre hypertonique et hypotonique des solutions ?
Vous aurez besoin d'une certaine familiarité avec ces termes si vous souhaitez comprendre certains des concepts les plus fondamentaux liés à la biologie cellulaire, à la physiologie et même aux traitements médicaux.
Poursuivez votre lecture pour découvrir une description complète des deux termes, y compris la manière dont les solutions hypertoniques et hypotoniques affectent les cellules et les organismes, ainsi que leur importance dans votre vie quotidienne.
ContenuUne solution est un mélange de substances dans lequel une substance (le soluté) se dissout dans une autre substance (le solvant). La concentration de ces particules de soluté détermine si vous pouvez qualifier la solution hypertonique ou hypotonique.
Une solution hypertonique a une concentration de soluté plus élevée lorsque vous la comparez à une autre solution ou à un point de référence. Essentiellement, dans une solution hypertonique, il y a plus de particules de soluté et moins de molécules d'eau.
En comparaison, une solution hypotonique a une concentration de soluté plus faible lorsque vous la comparez à une autre solution ou à votre point de référence. En d'autres termes, dans une solution hypotonique, il y a moins de particules de soluté et plus de molécules d'eau.
Pourquoi la différence mérite-t-elle d’être notée ? La concentration de soluté joue un rôle essentiel dans les processus biologiques et physiologiques des humains et d'autres organismes. Par exemple, cela affecte le mouvement de l'eau et des solutés à travers les membranes cellulaires.
En raison de cette importance, les scientifiques ont développé une terminologie pour décrire les différents types de concentrations de solutés.
Les solutions hypertoniques et hypotoniques ne sont pas que des concepts théoriques. Vous pouvez rencontrer les deux dans votre vie quotidienne, comme dans les scénarios suivants.
Les professionnels de la santé formulent soigneusement les solutions IV afin qu'elles soient compatibles avec les fluides naturels de votre corps.
Pour réduire l'œdème (gonflement), ils peuvent utiliser une solution hypertonique IV pour aspirer l'excès d'eau de votre circulation sanguine et dans vos cellules. D'un autre côté, un médecin peut administrer une solution hypotonique IV pour augmenter le volume total de liquide dans votre corps.
Vos globules rouges, qui transportent l'oxygène dans tout votre corps, sont un exemple classique de la façon dont les solutions hypertoniques et hypotoniques affectent les cellules.
Si vos globules rouges rencontraient une solution hypertonique, l’eau sortirait des cellules, les faisant rétrécir et devenir moins efficaces pour transporter l’oxygène. Cela pourrait entraîner une diminution de votre tension artérielle et une réduction de la quantité d'oxygène que vos cellules sanguines peuvent transporter.
En revanche, si vos globules rouges rencontraient une solution hypotonique, de l’eau pénétrerait dans les cellules, les faisant gonfler et potentiellement éclater. Cela pourrait provoquer la rupture des globules rouges, ce qu'on appelle l'hémolyse, une conséquence évidemment dangereuse.
Les cellules végétales présentent également des réponses aux solutions hypertoniques et hypotoniques. La paroi cellulaire végétale, qui est rigide et entoure la membrane cellulaire, joue ici un rôle essentiel.
Dans une solution hypertonique, l'eau s'échappe des cellules de la plante, provoquant l'éloignement de la membrane cellulaire de la paroi cellulaire. Ce phénomène est connu sous le nom de plasmolyse et peut entraîner une réduction de la pression de turgescence (qui provoque le flétrissement) des cellules végétales.
Dans une solution hypotonique, l'eau pénètre dans les cellules végétales, les rendant turgescentes et maintenant leur rigidité, ce qui est absolument essentiel à la santé et à la croissance de la plante.
Les solutions hypertoniques ont une concentration de soluté plus élevée et provoquent l’évacuation de l’eau des cellules, entraînant potentiellement un rétrécissement des cellules. Les solutions hypotoniques, en revanche, ont une concentration de soluté plus faible et provoquent le déplacement de l'eau dans les cellules, les faisant potentiellement gonfler ou éclater.
Il existe également un troisième type de solution, appelée solution isotonique. Dans une solution isotonique, la concentration de solutés est la même que celle de la solution de référence, ce qui n'entraîne aucun mouvement net d'eau.
Les solutions isotoniques aident votre corps à maintenir son équilibre de niveaux de liquides. Par exemple, les traitements médicaux utilisent souvent une solution saline normale, une solution contenant du chlorure de sodium (sel de table) dissous dans l'eau.
La solution saline normale est isotonique par rapport aux fluides corporels, ce qui signifie qu’elle a une concentration de solutés similaire à celle de votre sang. Cela le rend compatible avec vos cellules. Si elle n'était pas compatible, il s'agirait plutôt d'une solution hypertonique ou hypotonique, ce qui aurait des effets physiologiques négatifs.
Pour mieux comprendre comment les solutions hypertoniques affectent les cellules, imaginez que vous disposez d'une membrane semi-perméable (une membrane qui laisse passer certaines molécules tout en bloquant d'autres) séparant deux conteneurs.
Dans un récipient, vous avez une solution hypertonique avec une concentration élevée de soluté, et dans l'autre, vous avez une concentration plus faible en soluté, peut-être de l'eau pure.
Lorsqu'une membrane semi-perméable sépare ces deux solutions, la solution hypertonique exercera sur elle une pression osmotique. Cela signifie que les molécules d'eau du côté de la faible concentration de soluté se déplaceront à travers la membrane vers la solution hypertonique, essayant de diluer la concentration de soluté la plus élevée.
Ce mouvement des molécules d’eau s’appelle l’osmose. Lors de l'osmose, l'eau s'échappe des cellules dans une solution hypertonique, provoquant leur rétrécissement. Lorsque cela se produit dans votre corps, cela peut affecter votre fonction musculaire et la santé globale de vos cellules.
Considérons maintenant que vous avez un récipient contenant une solution hypotonique avec une faible concentration de soluté, et que dans l'autre récipient, vous avez une concentration de soluté plus élevée, peut-être une solution salée.
Lorsqu'une membrane semi-perméable sépare ces deux solutions, la solution hypotonique exercera une pression osmotique dans la direction opposée, dans un processus que nous appelons « osmose inverse ».
En d’autres termes, dans une solution hypotonique, l’eau pénètre dans les cellules. Ils gagnent de l'eau, ce qui les fait gonfler, voire éclater. Cela peut entraîner une augmentation de la pression de turgescence. Une plante avec une pression de turgescence élevée, par exemple, se tiendra debout ou même deviendra rigide, alors qu'une plante avec une pression de turgescence faible s'affaissera.
L'osmose est un processus passif; cela ne nécessite pas d’énergie pour se produire. Au lieu de cela, il s'appuie sur le gradient de concentration – ou la différence de concentration de soluté entre deux zones – pour diriger le mouvement des molécules d'eau dans une direction ou une autre.
L'osmose se produit dans les cellules, mais vous pouvez également observer l'osmose à l'œuvre dans de nombreuses autres situations quotidiennes.
Par exemple, lorsque l’on fait tremper un raisin sec dans l’eau, il absorbe l’eau et gonfle, grâce à l’osmose. Un autre exemple est le processus de décapage, qui repose sur le sel et la pression osmotique pour extraire l'humidité des aliments, les préserver et décourager la croissance de mauvaises bactéries.
En biologie, le maintien de l’équilibre est crucial puisque l’équilibre entre les concentrations de soluté et de solvant aide les cellules et les organismes à survivre. Les solutions isotoniques, qui garantissent qu'il n'y a pas de mouvement net d'eau à travers les membranes cellulaires, jouent donc un rôle important dans le maintien de l'équilibre.
Voici quelques situations dans lesquelles vous les retrouverez au travail.
Cet article a été créé en collaboration avec la technologie de l'IA, puis a été vérifié et édité par un éditeur HowStuffWorks.
